專利名稱：光學(xué)連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
這里討論的實(shí)施例涉及一種光學(xué)連接器。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，采用將光學(xué)傳輸線光學(xué)耦合在一起的透鏡的光學(xué)連接器正引起關(guān)注。微透鏡以與諸如光纖的光學(xué)傳輸線的末端相距預(yù)定距離來(lái)布置。從光學(xué)傳輸線射出的光根據(jù)其數(shù)值孔徑被放大，然后由微透鏡校準(zhǔn)并且與相對(duì)連接器的微透鏡耦合。在這樣的透鏡型光學(xué)連接器中，光被放大然后被校準(zhǔn)。因此，與使得光學(xué)傳輸線的末端彼此抵接在一起的對(duì)接(butt joint)型光學(xué)連接器相比，對(duì)于連接器之間的未對(duì)準(zhǔn)的容差較大。另外，由于光學(xué)傳輸線不接觸，因此耐久性良好。然而，對(duì)光進(jìn)行放大然后校準(zhǔn)的透鏡型光學(xué)連接器具有以下問(wèn)題。當(dāng)光學(xué)連接器脫離時(shí)，校準(zhǔn)的亞毫米尺寸的平行光會(huì)進(jìn)入用戶或工作者的眼中(激光危害)。特別地，用于高速通信的光學(xué)信號(hào)具有850nm或更大的波長(zhǎng)，并且是裸眼不可見(jiàn)的。目前，為了降低該風(fēng)險(xiǎn)，連接器殼體設(shè)置有快門(mén)。當(dāng)連接器接合時(shí)，快門(mén)容納在殼體中。當(dāng)連接器脫離時(shí)，快門(mén)自動(dòng)降低以抑制光泄漏。特別地，在多光纖連接器的情況下，相同類型的帶形光學(xué)傳輸線通常被連接以執(zhí)行傳送和接收。為此，兩側(cè)的連接器均需要設(shè)置快門(mén)，并且連接器的尺寸增加。另外，連接器中設(shè)置的傳統(tǒng)快門(mén)容易利用手指打開(kāi)和關(guān)閉，因此不能充分去除激光危害的風(fēng)險(xiǎn)。公知一種用于抑制激光危害以在適配器與光學(xué)連接器之間布置中繼套圈(ferrule)的結(jié)構(gòu)。當(dāng)光學(xué)連接器斷開(kāi)時(shí)，適配器的透鏡和中繼套圈的入口端面彼此隔開(kāi)足夠的距離以抑制光學(xué)耦合。當(dāng)光學(xué)連接器連接時(shí)，中繼套圈沿著光學(xué)軸向前移動(dòng)到透鏡的焦點(diǎn)。(參見(jiàn)例如日本早期公開(kāi)專利公布第5-323151號(hào)。)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以抑制激光危害的光學(xué)連接器配置。根據(jù)實(shí)施例的方面，一種光學(xué)連接器包括支持構(gòu)件，支持光學(xué)傳輸線；透鏡構(gòu)件，具有透鏡；凹凸結(jié)構(gòu)，設(shè)置在支持構(gòu)件與透鏡構(gòu)件之間；以及移動(dòng)構(gòu)件，在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間移動(dòng)凹凸結(jié)構(gòu)，其中，在第一狀態(tài)下，凹凸結(jié)構(gòu)的凸起與凹陷彼此接合，在第二狀態(tài)下，間隙形成在凸起與凹陷之間。


圖1A和IB示出了實(shí)施例的光學(xué)連接器的基本配置；圖2A示出了圖1的光學(xué)連接器連接(凹凸結(jié)構(gòu)的凸起和凹陷彼此接合)的狀態(tài)；圖2B示出了圖1的光學(xué)連接器脫離(凹凸結(jié)構(gòu)的凸起和凹陷彼此脫離)的狀態(tài)；圖3A至3C示出了凹凸結(jié)構(gòu)(凹/凸)的示例；圖4示出了凹凸結(jié)構(gòu)的接合中心偏離光學(xué)軸的示例；
圖5A和5B示出了凹凸結(jié)構(gòu)的凸起的散射效果；圖6A至6C示出了根據(jù)凹凸結(jié)構(gòu)的凸起或凹陷的縱橫比、光學(xué)耦合強(qiáng)度的減?。粓D7A是根據(jù)凹凸結(jié)構(gòu)的縱橫比和間隙長(zhǎng)度的散射狀態(tài)的仿真圖；圖7B是根據(jù)凹凸結(jié)構(gòu)的縱橫比和間隙長(zhǎng)度的散射狀態(tài)的仿真圖；圖8A和8B是示出圖4的偏移配置中的散射效果的仿真圖；圖9A和9B示出了光學(xué)連接器的第一變型；圖1OA和IOB示出了光學(xué)連接器的第二變型；圖1IA和IlB示出了光學(xué)連接器的第三變型；圖12A和12B示出了殼體中的光學(xué)連接器的第一示例性安裝；圖12C示出了安裝在殼體中的光學(xué)連接器彼此接合的狀態(tài)；以及圖13A和13B示出了殼體中的光學(xué)連接器的第二示例性安裝。
具體實(shí)施例方式圖1A和IB示出了實(shí)施例的光學(xué)連接器10的基本配置。光學(xué)連接器10具有套圈(支持構(gòu)件)21，支持光學(xué)傳輸線25 ;透鏡構(gòu)件11，布置在光學(xué)傳輸線25的末端處并具有透鏡12 ;凹凸結(jié)構(gòu)31，設(shè)置在套圈21與透鏡構(gòu)件11之間；以及移動(dòng)構(gòu)件27，根據(jù)光學(xué)連接器10的連接和斷開(kāi)而使得凹凸結(jié)構(gòu)31能夠在接合狀態(tài)與脫離狀態(tài)之間移動(dòng)。凹凸結(jié)構(gòu)31包括凸起23和凹陷13。當(dāng)光學(xué)連接器10沒(méi)有與配對(duì)連接器連接時(shí)，凸起23和凹陷13彼此脫離，并且在它們之間形成空間(間隙)15。當(dāng)光學(xué)連接器10與配對(duì)連接器連接時(shí)，凸起23和凹陷13彼此接合。在圖1 (圖1A和圖1B)的示例中，插入在套圈21與透鏡構(gòu)件11之間的諸如橡膠的彈性體27用作移動(dòng)構(gòu)件。當(dāng)光學(xué)連接器10與配對(duì)連接器連接時(shí)，彈性體27使得透鏡構(gòu)件11能夠在沿著光纖25的光學(xué)軸的方向上相對(duì)于套圈21移動(dòng)。結(jié)果，如稍后所述，凹凸結(jié)構(gòu)31的凸起23和凹陷13可以彼此接合或彼此脫離。光學(xué)傳輸線25例如是光纖25。在圖1的示例中，四條光纖25覆蓋有帶24。每條光纖25的末端插入到形成在套圈21中的縫隙中，并且利用粘合劑等固定在預(yù)定位置。透鏡構(gòu)件11具有在對(duì)應(yīng)于四條光纖25的位置處的四個(gè)微透鏡。每個(gè)微透鏡12位于包括透鏡構(gòu)件11的末端表面Ila的平面的套圈21側(cè)。凹陷13與微透鏡12相對(duì)地形成在透鏡構(gòu)件11的表面中。微透鏡12和凹陷13可與透鏡構(gòu)件11 一體地由透光材料形成。套圈21具有在對(duì)應(yīng)于透鏡構(gòu)件11的凹陷13的位置處的凸起23。套圈21的從光纖25的末端到凸起23的至少一部分由透光材料形成。套圈21的凸起23和透鏡構(gòu)件11的凹陷13優(yōu)選地由具有相同折射率的材料形成。引導(dǎo)針孔14穿過(guò)透鏡構(gòu)件11、彈性體27以及套圈21形成。通過(guò)將引導(dǎo)針插入引導(dǎo)針孔14中，保證了相對(duì)于配對(duì)光學(xué)連接器的定位以及凹凸結(jié)構(gòu)31的凸起23和凹陷13的接合。圖2A示出了如下?tīng)顟B(tài)光學(xué)連接器IOA與配對(duì)光學(xué)連接器IOB連接，并且每個(gè)光學(xué)連接器的凹凸結(jié)構(gòu)31的凸起23和凹陷13彼此接合。光學(xué)連接器IOA和配對(duì)光學(xué)連接器IOB通過(guò)引導(dǎo)針26來(lái)定位。光學(xué)連接器IOA的透鏡構(gòu)件11的末端表面Ila和光學(xué)連接器IOB的透鏡構(gòu)件11的末端表面Ila彼此接觸。由于透鏡構(gòu)件11的末端表面Ila之間的接觸，透鏡構(gòu)件11被壓向相應(yīng)的套圈21。結(jié)果，彈性體27被壓縮，并且透鏡構(gòu)件11沿著光纖25的光學(xué)軸向相應(yīng)的套圈21移動(dòng)。每個(gè)光學(xué)連接器的凹凸結(jié)構(gòu)31的凸起23和凹陷13彼此接合,并且間隙15消失。在該狀態(tài)下，光纖25的末端表面位于相應(yīng)的微透鏡12的焦點(diǎn)處。在圖2A中，假設(shè)光學(xué)信號(hào)從光學(xué)連接器IOA傳送到光學(xué)連接器10B。從光學(xué)連接器IOA的光纖25A射出的光學(xué)信號(hào)穿過(guò)凸起23和凹陷13的接合表面同時(shí)根據(jù)其數(shù)值孔徑而放大直徑，并且被微透鏡12校準(zhǔn)。校準(zhǔn)后的光傳播通過(guò)光學(xué)連接器IOA與光學(xué)連接器IOB之間的空間，并且進(jìn)入配對(duì)光學(xué)連接器IOB的微透鏡12。同樣在光學(xué)連接器IOB中，凹凸結(jié)構(gòu)31的凸起23和凹陷13彼此接合。微透鏡12收集的光穿過(guò)凸起23和凹陷13的接合表面，進(jìn)入光纖25B,并且傳播通過(guò)光纖25B。圖2B示出了光學(xué)連接器IOA和配對(duì)光學(xué)連接器IOB彼此斷開(kāi)的狀態(tài)。通過(guò)將光學(xué)連接器IOA和光學(xué)連接器IOB彼此分離，透鏡構(gòu)件11從按壓力被釋放。通過(guò)彈性體27的彈力，透鏡構(gòu)件11移動(dòng)遠(yuǎn)離相應(yīng)的套圈21，并且間隙15形成在每個(gè)凹陷結(jié)構(gòu)31中。在該狀態(tài)下，從光纖25A的末端表面射出的光線被凸起23散射并且沒(méi)有稱合到微透鏡12。稍后將描述光線沒(méi)有被光學(xué)稱合的原因。圖3A至3C示出了凹凸結(jié)構(gòu)31的示例。如圖3A所示，凸起23和與之對(duì)應(yīng)的凹陷13彼此接合，以至少包括光纖25的光學(xué)軸。當(dāng)凸起23和凹陷13彼此接合時(shí)，它們之間的間隙15消失。取決于套圈21和透鏡構(gòu)件11的材料，凸起23和凹陷13的表面上可能是粗糙的。在該情況下，當(dāng)凸起23和凹陷13彼此接合時(shí)，它們之間仍存在微小的空間。如果光學(xué)信號(hào)在該狀態(tài)下進(jìn)入接合表面，則由于來(lái)自空氣的反射而無(wú)法獲得期望的光學(xué)耦合效率。為了抑制該情況，優(yōu)選地，在凸起23或凹陷13的表面上形成折射率接近套圈21或透鏡構(gòu)件11的折射率的粘附膜28。粘附膜28例如是匹配油、膠或透明膜。這可以減小表面粗糙度的影響。圖3B和圖3C均示出了凸起23的示例。在圖3B中，凸起23a以圓錐形狀形成。在圖3C中，凸起23b以棱錐形狀形成。盡管圖3B和圖3C中未示出，但是透鏡構(gòu)件11具有在其中以與圓錐凸起23a或棱錐凸起23b對(duì)應(yīng)的形狀形成的凹陷13。如稍后所述，這些圓錐或棱錐(凸起23和凹陷13)具有預(yù)定值或更大的縱橫比。取決于來(lái)自光纖25的發(fā)出光與圓錐或棱錐的表面之間的角，光學(xué)耦合模式變化。當(dāng)從光纖25射出的光學(xué)信號(hào)在圓錐或棱錐的表面上的入射角小于全反射的角時(shí)，圓錐或棱錐的表面用作展象透鏡，并且來(lái)自光纖25的發(fā)出光在從圓錐23a或棱錐23b射出之后被收集并且朝向透鏡12傳播。盡管傳播光取決于間隙15的距離而無(wú)法與透鏡耦合，但是光學(xué)耦合的校準(zhǔn)光施加了激光危害。相反，當(dāng)凸起23 (和凹陷13)的縱橫比增加以使得發(fā)出光在圓錐或棱錐的表面上的入射角大于全反射的角時(shí)，來(lái)自光纖25的發(fā)出光在圓錐23a或棱錐23b中被多次反射，并且不會(huì)發(fā)生朝向透鏡12的光傳播。稍后將參照?qǐng)D5至圖8描述對(duì)此的仿真結(jié)果。圖4示出了凹凸結(jié)構(gòu)31的接合中心偏離光纖25的光學(xué)軸P的示例。在凹凸結(jié)構(gòu)31的凸起23是如圖3B或圖3C所示的圓錐或棱錐時(shí)，每個(gè)圓錐或棱錐的頂點(diǎn)(接合中心)不一定需要位于相應(yīng)的光纖25的光學(xué)軸P上。原因如上所述，當(dāng)凸起23和凹陷13彼此接合以至少包括光學(xué)軸P時(shí)，來(lái)自光纖25的發(fā)出光會(huì)通過(guò)全反射被散射。圖5A和5B示出了凸起23的散射效果。凸起23的縱橫比改變，并且對(duì)此時(shí)的散射效果進(jìn)行仿真。如圖5A所示，凸起23具有500 iim的基部直徑和Xiim的高度。縱橫比A被表示為X/500 (A=X/500)。凸起23的高度和間隙15的距離改變，并且以各個(gè)縱橫比A和間隙距離G來(lái)計(jì)算散射。仿真條件如下光纖25的末端與相應(yīng)微透鏡12的透鏡頂部之間的距離是1. 25mm,并且在距微透鏡12為IOOmm的距離處接收直徑為7mm的光。通過(guò)3D光線跟蹤方法來(lái)執(zhí)行計(jì)算。所有構(gòu)件由透明聚烯烴材料制成。該材料的折射率是1. 53。光纖25是芯直徑為50 ii m的一般多模光纖。微透鏡12的彎曲半徑是440 u m。如圖5B所示，當(dāng)縱橫比A為零時(shí)以及當(dāng)縱橫比A為0. 2時(shí)，即使在凹凸結(jié)構(gòu)31的間隙15增加到100 ii m時(shí)，從光纖25射出的光的60%或更多也被耦合到微透鏡12并且被校準(zhǔn)。這引起嚴(yán)重的激光危害。甚至當(dāng)凹凸結(jié)構(gòu)31的間隙15增加到200i!m時(shí)，強(qiáng)度為來(lái)自光纖25的發(fā)出光的大約50%的校準(zhǔn)光從微透鏡12射出。相比之，當(dāng)縱橫比為0. 4時(shí)，發(fā)出光的強(qiáng)度可以通過(guò)將凹凸結(jié)構(gòu)31的間隙15增加到150 而被減小到10%。當(dāng)縱橫比為0.6或更多時(shí)，發(fā)出光的強(qiáng)度可以僅通過(guò)在凹凸結(jié)構(gòu)31中形成50 iim的間隙而被減小到零。原因在于形成微小空間在圓錐中引起多次反射，并且光沒(méi)有被光學(xué)耦合到校準(zhǔn)器透鏡(微透鏡)12。 圖6A至6C是均示出根據(jù)凸起23和凹陷13的縱橫比的耦合狀態(tài)的圖。如圖6A所示，當(dāng)凹凸結(jié)構(gòu)31的縱橫比是0. 2或更小時(shí)，耦合到微透鏡(校準(zhǔn)器透鏡)的光線的數(shù)量較大(耦合強(qiáng)度高)，并且當(dāng)光學(xué)連接器斷開(kāi)時(shí)校準(zhǔn)光被輸出到外面，甚至當(dāng)間隙距離G較大時(shí)也是如此。當(dāng)如圖6B所示縱橫比是0.4時(shí)，光線的數(shù)量根據(jù)間隙G而減小。當(dāng)G=150i!m時(shí)，發(fā)出光的強(qiáng)度可以減小到10%。在圖6C中，縱橫比是0.6或更大。當(dāng)間隙距離G是50或更大時(shí)，與校準(zhǔn)器透鏡的光學(xué)耦合幾乎為0%。應(yīng)注意，由于圖6B和圖6C是仿真圖，因此發(fā)出光線被描繪為如同它們被散射越過(guò)凹陷13 —樣，但是這些光線被散射從而不進(jìn)入微透鏡12，因此不發(fā)生光學(xué)耦合。圖7A和圖7B是描繪根據(jù)縱橫比和間隙距離G的散射狀態(tài)的圖。如圖7A所示，當(dāng)縱橫比A是1. 0時(shí)，并且當(dāng)間隙G是0 y m時(shí)，即，當(dāng)光纖的射出端位于微透鏡12的焦點(diǎn)(參見(jiàn)圖2A)時(shí)，從光纖的端面射出的光由微透鏡校準(zhǔn)并且傳播到配對(duì)光學(xué)連接器。當(dāng)間隙G是50 y m時(shí)，來(lái)自光纖的大部分發(fā)出光被凸起(圓錐或棱錐)23的側(cè)表面完全反射，并且不耦合到透鏡。當(dāng)間隙距離增加到100 ii m和200 ii m時(shí)也是如此。當(dāng)縱橫比是0. 4時(shí)，并且當(dāng)間隙距離G=O時(shí)，來(lái)自光纖的發(fā)出光被放大并校準(zhǔn)，并且傳播到配對(duì)連接器。當(dāng)間隙G是50 y m時(shí)，大約50%的發(fā)出光光學(xué)耦合到校準(zhǔn)器透鏡。當(dāng)間隙G是100 ii m時(shí)，光線的數(shù)量減小到20%。當(dāng)間隙G是150 ii m時(shí)，光線的數(shù)量減小到10% (參見(jiàn)圖5B)。如圖7B所示，當(dāng)縱橫比是0. 2時(shí)，并且當(dāng)G=O y m時(shí)，發(fā)出光傳播到配對(duì)光學(xué)連接器。通過(guò)增大間隙G，可以略微減小耦合強(qiáng)度。然而，即使當(dāng)間隙G增加到200 時(shí)，也有超過(guò)一半的光線耦合到校準(zhǔn)器透鏡。當(dāng)縱橫比是零時(shí)，即，當(dāng)不存在凹凸結(jié)構(gòu)時(shí)，可以通過(guò)增大間隙G來(lái)減小耦合到透鏡的光線的數(shù)量。然而，即使當(dāng)G增加到200 時(shí)，40%或更多的發(fā)出光線變?yōu)樾?zhǔn)光。圖8A和圖8B示出了圖4的偏移配置中的凹凸結(jié)構(gòu)的散射效果。在該仿真中，在與圖5中的條件相同的條件下，凸起23的高度X被設(shè)置為500iim (縱橫比A=L 0)，凹凸結(jié)構(gòu)31的間隙距離G被設(shè)置為200 u m,并且凸起23的頂點(diǎn)(接合中心)偏離光纖25的光學(xué)軸P (參見(jiàn)圖4)125 iim。在圖8A中，凹凸結(jié)構(gòu)31的凸起23和凹陷13彼此接合(間隙距離G=Oiim),并且從光纖25射出的光光學(xué)耦合到微透鏡12并被校準(zhǔn)。在圖8B中，通過(guò)為凹凸結(jié)構(gòu)31設(shè)置200 u m的間隙，幾乎所有的光都被散射并且不耦合到微透鏡12。如上所述，如果光纖25的光學(xué)軸在凹凸結(jié)構(gòu)31的接合范圍內(nèi)，則可以在脫離時(shí)實(shí)現(xiàn)散射效果。圖9A和9B示出了圖1的光學(xué)連接器10的第一變型。圖9A是套圈21和透鏡構(gòu)件11的分解頂視圖。圖9B示出了從圖9A的箭頭方向觀看的凸起23和凹陷13的接合表面。在第一變型中，導(dǎo)軌29設(shè)置在套圈21的側(cè)表面上，并且導(dǎo)軌槽19形成在透鏡構(gòu)件11的內(nèi)側(cè)壁中，從而增加了導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。當(dāng)使用時(shí)，如在圖1中，彈性體27插入在套圈21與透鏡構(gòu)件11之間。在該情況下，接受導(dǎo)軌29的槽可形成在彈性體27中。通過(guò)設(shè)置導(dǎo)軌29，限制了透鏡構(gòu)件11在X方向和Y方向上的移動(dòng)，并且還在沒(méi)有設(shè)置引腳的連接器中實(shí)現(xiàn)了在Z方向上的平滑移動(dòng)。光纖25和微透鏡12的位置可以利用導(dǎo)軌29和導(dǎo)軌槽19來(lái)粗略地調(diào)整，并且可以使用凹凸結(jié)構(gòu)31 (參見(jiàn)圖1)的凸起23和凹陷13的接合來(lái)細(xì)微地調(diào)整。因此，每條光纖25的射出端和相應(yīng)微透鏡12的焦點(diǎn)可以以高精確度對(duì)準(zhǔn)。在第一變型中，如圖9B所示，四棱柱形狀的凸起23和凹陷13用作凹凸結(jié)構(gòu)。圖1OA和IOB示出了圖1的光學(xué)連接器10的第二變型。在第二變型中，線圈彈簧41用作在接合狀態(tài)與脫離狀態(tài)之間移動(dòng)凹凸結(jié)構(gòu)31的移動(dòng)構(gòu)件。線圈彈簧41可用于取代圖1的彈性體27，或者可與彈性體27結(jié)合使用。當(dāng)光學(xué)連接器從配對(duì)連接器斷開(kāi)時(shí)，通過(guò)線圈彈簧41的回彈力而在凹凸結(jié)構(gòu)31的凸起23與凹陷13之間形成間隙15。因此，從每條光纖25射出的光被相應(yīng)凸起23的凸起表面散射，并且不耦合到相應(yīng)的微透鏡12。圖1lA和IlB示出了光學(xué)連接器的第三變型。在第三變型的光學(xué)連接器90中，套圈81和透鏡構(gòu)件71彼此一體地形成，并且通過(guò)柔性連接部分43連接。連接部分43形成為像薄片彈簧一樣，并且可以位移和變形。連接部分43使得透鏡構(gòu)件71能夠在光學(xué)軸方向上相對(duì)于支持構(gòu)件81移動(dòng)。套圈81、透鏡構(gòu)件71以及連接部分43可以例如通過(guò)注模來(lái)制成。圖12A和12B示出了圖11的光學(xué)連接器90的第一示例性安裝。如參照?qǐng)D2A和圖2B所述，套圈81與透鏡構(gòu)件71之間的凹凸結(jié)構(gòu)31的凸起23和凹陷13可以通過(guò)連接光學(xué)連接器90和配對(duì)連接器而彼此接合。然而，對(duì)于實(shí)際使用，優(yōu)選地，光學(xué)連接器90容納在連接器殼體中。因此，在圖12A和12B中，提供了使得光學(xué)連接器90容納在連接器殼體51中的安裝結(jié)構(gòu)100。當(dāng)光學(xué)連接器90容納在連接器殼體51中時(shí)，并且當(dāng)光學(xué)連接器90斷開(kāi)時(shí)，透鏡構(gòu)件71的末端從連接器殼體51的末端凸出。連接器殼體51在其內(nèi)壁上具有限制套圈81在Z方向上的移動(dòng)的壁表面54和止動(dòng)器52。止動(dòng)器52限制套圈81的移動(dòng)，以使得透鏡構(gòu)件71不從連接器殼體51凸出預(yù)定距離或更多。壁表面54限制套圈81的移動(dòng)，以使得當(dāng)凹凸結(jié)構(gòu)31的凸起23和凹陷13彼此接合時(shí)套圈81不過(guò)多地縮回到連接器殼體51中。利用止動(dòng)器52和壁表面54，套圈81可以大致處于連接器殼體51中。在連接器殼體51中，線圈彈簧53與套圈81的后端相接觸地布置。當(dāng)凹凸結(jié)構(gòu)31的凸起23和凹陷13彼此接合時(shí)，線圈彈簧53用作震動(dòng)吸收機(jī)構(gòu)，并且當(dāng)光學(xué)連接器90斷開(kāi)時(shí)，用作按壓機(jī)構(gòu)。光學(xué)連接器90的凸起23和凹陷13被形成為使得其縱橫比為0. 4或更大，并且優(yōu)選地為0.6或更大。當(dāng)光學(xué)連接器90斷開(kāi)時(shí)，在凸起23與凹陷13之間形成間隙15。因此，當(dāng)光學(xué)信號(hào)從每條光纖25的射出端輸出時(shí)，光學(xué)信號(hào)被相應(yīng)凸起23的凸起表面所散射并且不耦合到相應(yīng)的微透鏡12。圖12C示出了圖12A和12B的光學(xué)連接器90的連接狀態(tài)。當(dāng)光學(xué)連接器90A與光學(xué)連接器90B連接時(shí)，連接器殼體51的末端彼此接觸，從而光學(xué)連接器90A和90B的透鏡構(gòu)件71的末端表面71a向后移動(dòng)以與連接器殼體51的末端齊平。透鏡構(gòu)件71的末端表面71a彼此按壓，從而柔性連接部分43彎曲，并且每個(gè)光學(xué)連接器的凹凸結(jié)構(gòu)31的凸起23和凹陷13彼此接合。套圈81在連接器殼體51中也向后移動(dòng)，但是其移動(dòng)受到壁表面54的限制。在該狀態(tài)下，每條光纖25的射出端位于相應(yīng)微透鏡12的焦點(diǎn)處。當(dāng)光學(xué)信號(hào)從光學(xué)連接器90A傳播到光學(xué)連接器90B時(shí)，經(jīng)光學(xué)連接器90A的微透鏡12校準(zhǔn)的光由光學(xué)連接器90B的微透鏡12來(lái)收集并且被傳送到光纖25。圖13A和13B示出了光學(xué)連接器90的第二示例性安裝。在第二示例性安裝中，取代線圈彈簧53，連接器殼體51具有殼體彈簧55。殼體彈簧55通過(guò)使得連接器殼體51的后端的內(nèi)壁成形為像片彈簧一樣來(lái)制成。殼體彈簧55還可以實(shí)現(xiàn)如在圖12A至12C中一樣的按壓功能和碰撞吸收功能。即，當(dāng)連接器殼體51中的光學(xué)連接器90與配對(duì)連接器接合時(shí)，凹凸結(jié)構(gòu)31的凸起23和凹陷13彼此接合，并且朝向連接器殼體51的后端推動(dòng)套圈21。殼體彈簧55吸收當(dāng)套圈21與壁表面54接觸時(shí)的碰撞。當(dāng)光學(xué)連接器90斷開(kāi)時(shí)，殼體彈簧55使套圈21和透鏡構(gòu)件11返回到其原始位置，從而使得凹凸結(jié)構(gòu)31進(jìn)入脫離狀態(tài)。如上所述，根據(jù)實(shí)施例，凹凸結(jié)構(gòu)31布置在其上形成有透鏡的透鏡構(gòu)件11(或71)與支持光纖25的套圈21 (或81)之間。當(dāng)光學(xué)連接器斷開(kāi)時(shí)，間隙15形成在凸起23與凹陷13之間，并且降低了光纖25和透鏡12的光學(xué)耦合效率。當(dāng)凹凸結(jié)構(gòu)31的凸起23和凹陷13的縱橫比是預(yù)定值或更大時(shí)，滿足來(lái)自光纖25的發(fā)出光的全反射條件，并且光學(xué)耦合效率可以降低到幾乎為零。通過(guò)布置折射率接近套圈21和透鏡構(gòu)件11的折射率的油、膠、膜等，可以抑制凹凸結(jié)構(gòu)31的表面的粗糙的影響。通過(guò)在透鏡構(gòu)件11與套圈21之間布置將凹凸結(jié)構(gòu)31的凸起23和凹陷13接合和脫離的移動(dòng)構(gòu)件，保證了在接合狀態(tài)與脫離狀態(tài)之間的移動(dòng)。本實(shí)施例不限于上述配置。光學(xué)傳輸線不限于四芯光纖。盡管在實(shí)施例中使用單層帶形傳輸線，但是可以使用多層多芯帶形傳輸線。在該情況下，根據(jù)多芯帶形傳輸線的光纖數(shù)量和層數(shù)形成套圈21 (81)的凸起23和透鏡構(gòu)件11 (71)的凹陷13。凸起和凹陷的形狀不限于圓錐形狀或棱錐形狀。凸起和凹陷可以具有任意形狀，該形狀可以接合并且滿足來(lái)自光纖的發(fā)出光被凸起表面完全反射的條件。無(wú)需說(shuō)，在第一至第三變型和第一至第二示例性安裝中，諸如匹配油、膠或膜的粘附層可插入在凹凸結(jié)構(gòu)31的凸起23與凹陷13之間?？墒褂贸Ｒ?jiàn)MT連接器中使用的套管(boot)等。變型和示例性安裝的任意組合是可能的。在第一至第三變型和第一至第二示例性安裝中，光學(xué)軸和接合中心可偏離彼此。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)連接器，包括支持構(gòu)件，支持光學(xué)傳輸線；透鏡構(gòu)件，具有透鏡；凹凸結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述支持構(gòu)件與所述透鏡構(gòu)件之間；以及移動(dòng)構(gòu)件，在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間移動(dòng)所述凹凸結(jié)構(gòu)，在所述第一狀態(tài)下，所述凹凸結(jié)構(gòu)的凸起和凹陷彼此接合，在所述第二狀態(tài)下，間隙形成在所述凸起與所述凹陷之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)連接器，其中，當(dāng)所述光學(xué)連接器與配對(duì)連接器連接時(shí)， 所述凹凸結(jié)構(gòu)處于所述第一狀態(tài)，并且當(dāng)所述光學(xué)連接器沒(méi)有連接時(shí)，所述凹凸結(jié)構(gòu)處于所述第二狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)連接器，其中，從所述光學(xué)傳輸線射出的光在所述凸起的表面上的入射角滿足全反射條件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)連接器，其中，所述突起的縱橫比是O.4或更大。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)連接器，其中，折射率等于或接近所述支持構(gòu)件和所述透鏡構(gòu)件的折射率的粘附膜插入在所述凸起與所述凹陷之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)連接器，其中，所述凸起的中心與所述光學(xué)傳輸線的光學(xué)軸重合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)連接器，其中，所述凸起的中心偏離所述光學(xué)傳輸線的光學(xué)軸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)連接器，其中，所述凹凸結(jié)構(gòu)的凸起形成在面對(duì)所述透鏡構(gòu)件的所述支持構(gòu)件的表面上，并且所述凹凸結(jié)構(gòu)的凹陷形成在面對(duì)所述支持構(gòu)件的所述透鏡構(gòu)件的表面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的光學(xué)連接器，其中，所述移動(dòng)構(gòu)件是插入在所述支持構(gòu)件與所述透鏡構(gòu)件之間的彈性體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)連接器，其中，所述移動(dòng)構(gòu)件包括形成在所述支持構(gòu)件和所述透鏡構(gòu)件的側(cè)表面上的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)連接器，其中，所述移動(dòng)構(gòu)件包括柔性連接部分，所述柔性連接部分與所述支持構(gòu)件和所述透鏡構(gòu)件一體地形成并且支持所述透鏡構(gòu)件能夠在光學(xué)軸方向上相對(duì)于所述支持構(gòu)件移動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)連接器，其中，所述移動(dòng)構(gòu)件還包括布置在殼體中的彈性體，所述殼體容納所述光學(xué)連接器并且與所述支持構(gòu)件的后端接觸。
13.一種光學(xué)連接器，包括支持構(gòu)件，支持光學(xué)傳輸線；透鏡構(gòu)件，具有透鏡；凹凸結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述支持構(gòu)件與所述透鏡構(gòu)件之間；以及移動(dòng)構(gòu)件，在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間移動(dòng)所述凹凸結(jié)構(gòu)，在所述第一狀態(tài)下，所述凹凸結(jié)構(gòu)的凸起和凹陷彼此接合，在所述第二狀態(tài)下，所述凹凸結(jié)構(gòu)的所述凸起和所述凹陷彼此脫離。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光學(xué)連接器，其包括支持構(gòu)件，支持光學(xué)傳輸線；透鏡構(gòu)件，具有透鏡；凹凸結(jié)構(gòu)，設(shè)置在支持構(gòu)件與透鏡構(gòu)件之間；以及移動(dòng)構(gòu)件，在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間移動(dòng)凹凸結(jié)構(gòu)，在第一狀態(tài)下，凹凸結(jié)構(gòu)的凸起和凹陷彼此接合，在第二狀態(tài)下，間隙形成在凸起與凹陷之間。
文檔編號(hào)G02B6/32GK102998749SQ20121024861
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者青木剛, 青木重憲, 村中秀史 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社